带油位报警功能的变压器油枕油位超声波监测装置的制作方法

：本技术涉及充电桩，特别是涉及一种带油位报警功能的变压器油枕油位超声波监测装置。

背景技术

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背景技术：

1、变压器是变电站的关键设备，对于变压器的各种监测设备非常多，功能各异，对油枕油面高度的检测也是其中之一，目前最常用的是运维人员，通过观察油位计，计算油枕油面高度，来判定变压器油量的多少。现有超声波液位检测方法存在安装时需对容器开孔，从而破坏容器结构和声波受挥发性介质影响的问题。

2、针对该问题，利用超声波对固体介质有较强穿透作用的特性，设计一种液位自动检测装置。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种带油位报警功能的变压器油枕油位超声波监测装置，利用超声波对固体介质有较强穿透作用的特性实现对油位的非接触式测量，并将油枕油位数字化显示，解决需要对容器开孔造成的问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种技术方案是：一种带油位报警功能的变压器油枕油位超声波监测装置，其特征是：包括处理模块及与处理模块连接的显示模块、报警模块、信号发射模块和信号接收模块，其中：

3、所述信号发射模块包括场效应管、超声探头、整流桥和驱动变压器，所述场效应管的栅极与处理器的i/o口相连接，其场效应管的源极与地线连接然后将其漏极与驱动变压器的第一输入端连接，驱动变压器的第二输入端与电源端vdd连接，驱动变压器的两个输出端分别与整流桥的两个输入端连接，整流桥的两个输出端与所述超声探头连接；

4、所述信号接收模块包括限流电阻、隔直电容、放大电路，超声探头的回波信号通过限流电阻和隔直电容后，进入放大电路进行放大，放大后的信号由放大电路的集电极输出至处理器的a/d端口；

5、所述处理模块包括处理器、限流电阻、xtr115芯片和电流环，所述处理器dac产生的模拟信号通过限流电阻后，加至xtr115芯片的2脚；此时，xtr115芯片的4脚会输出一个电流信号，在电流值恒定情况下，通过处理器输出电压信号用来控制电流环的电流大小，实现两线制电流信号传输；

6、所述报警模块包括警灯和继电器，所述警灯的接地端与处理器的接地端连接、警灯的供电端与继电器的常开触点连接，继电器的公共端与处理器的供电端连接，继电器的供电端和接地端对应处理器的供电端和接地端连接，继电器的信号输入端与处理器的i/o口相连接；

7、进一步的，所述整流桥为桥式整流电路。

8、进一步的，所述放大电路为三级分立元件放大电路。

9、进一步的，所述处理器为msp430单片机。

10、进一步的，所述继电器的信号输入端与处理器的i/o口之间串联有用于解决处理器管脚驱动能力不足及具有隔离作用的npn型三极管。

11、进一步的，所述显示模块为lcd屏，通过接口电路与处理器的i/o口连接。

12、本实用新型的有益效果为：

13、1、本申请利用超声波对固体介质有较强穿透作用的特性，采用驱动发射电路和多级放大接收电路，根据超声波测距原理，实现对油位的非接触式测量，并将油枕油位数字化显示，使测量更加方便快捷，直观明了，解决现有技术中需要对容器开孔造成的一系列问题。

14、2、本申请信号发射模块中先降低发射变压器初级电压vdd，再减小发射电路功耗，当工作时处理器i/o端口输出超声波脉冲串至场效应管的栅极，然后由场效应管直接驱动变压器，完成超声波脉冲串的发射；处理器不发射时，发射电路静态功耗为零；发射电路的功耗得到进一步降低，降低能耗。

15、3、本申请信号接收模块中采用三级分立元件放大电路，不仅提高了增益，还降低了电路噪声，增强了微弱信号的监测能力。

16、4、本申请报警模块中增加三极管，由于处理器管脚的驱动能力有限，通过三极管加到继电器的输入端，一方面解决了处理器管脚驱动能力不足的问题，另一方面可以起到一定的隔离作用。

17、为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点更能明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图示，做详细说明如下。

技术特征：

1.一种带油位报警功能的变压器油枕油位超声波监测装置，其特征是：包括处理模块及与处理模块连接的显示模块、报警模块、信号发射模块和信号接收模块，其中：

2.根据权利要求1所述的一种带油位报警功能的变压器油枕油位超声波监测装置，其特征是：所述整流桥为桥式整流电路。

3.根据权利要求2所述的一种带油位报警功能的变压器油枕油位超声波监测装置，其特征是：所述放大电路为三级分立元件放大电路。

4.根据权利要求3所述的一种带油位报警功能的变压器油枕油位超声波监测装置，其特征是：所述处理器为msp430单片机。

5.根据权利要求4所述的一种带油位报警功能的变压器油枕油位超声波监测装置，其特征是：所述继电器的信号输入端与处理器的i/o口之间串联有用于解决处理器管脚驱动能力不足及具有隔离作用的npn型三极管。

6.根据权利要求5所述的一种带油位报警功能的变压器油枕油位超声波监测装置，其特征是：所述显示模块为lcd屏，通过接口电路与处理器的i/o口连接。

技术总结
本技术公开了一种带油位报警功能的变压器油枕油位超声波监测装置，包括处理模块及与处理模块连接的显示模块、报警模块、信号发射模块和信号接收模块；本申请采用处理器和传感器相配合，利用超声波对固体介质有较强穿透作用的特性，理论计算并选取了超声波频率，采用驱动发射电路和多级放大接收电路，根据超声波测距原理，实现对油位的非接触式测量，并将油枕油位数字化显示，使测量更加方便快捷，直观明了，解决现有技术中需要对容器开孔造成的一系列问题。

技术研发人员：陈志刚,包宇喆,陈嵩,陈一潇,白军超,朱涣君,胡建辉,周帆,刘栋,梁留欢,李林聪,袁梦强,路嘉琦,刘富荣,郑泽源
受保护的技术使用者：郑州华裕电气设备有限公司
技术研发日：20230529
技术公布日：2024/1/25